第5章軟件生產(chǎn)過程經(jīng)濟分析

1、整理整理pptppt軟件工程經(jīng)濟學(xué)軟件工程經(jīng)濟學(xué)S Software Engineering Economics第第5 5章章 軟件生產(chǎn)過程經(jīng)濟分析軟件生產(chǎn)過程經(jīng)濟分析 軟件生產(chǎn)函數(shù)與軟件生產(chǎn)率軟件生產(chǎn)函數(shù)與軟件生產(chǎn)率5.1軟件生產(chǎn)過程經(jīng)濟分析軟件生產(chǎn)過程經(jīng)濟分析5.2不同規(guī)模軟件生產(chǎn)過程經(jīng)濟分析不同規(guī)模軟件生產(chǎn)過程經(jīng)濟分析5.3軟件項目理論生存周期及其關(guān)聯(lián)分析軟件項目理論生存周期及其關(guān)聯(lián)分析5.4前言前言v 軟件生產(chǎn)過程：軟件生產(chǎn)過程：規(guī)劃、需求分析、概要設(shè)計、詳細設(shè)計、編碼、系統(tǒng)集成、測試、規(guī)劃、需求分析、概要設(shè)計、詳細設(shè)計、編碼、系統(tǒng)集成、測試、交付交付v本章研究主要內(nèi)容：本章研究主要內(nèi)

2、容：生產(chǎn)過程的規(guī)模效應(yīng)生產(chǎn)過程的規(guī)模效應(yīng)投入要素與產(chǎn)出關(guān)聯(lián)變動的規(guī)律投入要素與產(chǎn)出關(guān)聯(lián)變動的規(guī)律1.1. 勞動生產(chǎn)率的提高勞動生產(chǎn)率的提高5.1 5.1 軟件生產(chǎn)函數(shù)與軟件生產(chǎn)率軟件生產(chǎn)函數(shù)與軟件生產(chǎn)率v 生產(chǎn)函數(shù)生產(chǎn)函數(shù)是宏觀經(jīng)濟學(xué)和微觀經(jīng)濟學(xué)理論中的一個重要概念是宏觀經(jīng)濟學(xué)和微觀經(jīng)濟學(xué)理論中的一個重要概念是研究系統(tǒng)規(guī)模變化對產(chǎn)出的影響和最優(yōu)化經(jīng)濟效果的基礎(chǔ)是研究系統(tǒng)規(guī)模變化對產(chǎn)出的影響和最優(yōu)化經(jīng)濟效果的基礎(chǔ)反映生產(chǎn)過程中投入要素與其可能生產(chǎn)的最大產(chǎn)量之間的依存關(guān)系反映生產(chǎn)過程中投入要素與其可能生產(chǎn)的最大產(chǎn)量之間的依存關(guān)系 的數(shù)學(xué)表達式的數(shù)學(xué)表達式Y(jié)=F(K,L,N,O,t)Y=F(K,L,

3、N,O,t) Y為產(chǎn)出量，如宏觀經(jīng)濟中的為產(chǎn)出量，如宏觀經(jīng)濟中的GDP、工業(yè)總產(chǎn)值，微觀經(jīng)濟、工業(yè)總產(chǎn)值，微觀經(jīng)濟中的企業(yè)產(chǎn)量、銷售收入等；中的企業(yè)產(chǎn)量、銷售收入等； K為資本為資本 L為勞動為勞動 N為土地為土地 O為組織管理為組織管理 t為時間或工期為時間或工期簡化為：簡化為：Y=F(K,L,t)5.1 5.1 軟件生產(chǎn)函數(shù)與軟件生產(chǎn)率軟件生產(chǎn)函數(shù)與軟件生產(chǎn)率 5.1.1 5.1.1 軟件生產(chǎn)函數(shù)及特性軟件生產(chǎn)函數(shù)及特性1 1、C-DC-D生產(chǎn)函數(shù)生產(chǎn)函數(shù)v西方學(xué)者在采用西方學(xué)者在采用計量經(jīng)濟學(xué)計量經(jīng)濟學(xué)的有關(guān)的有關(guān)統(tǒng)計法統(tǒng)計法的研究中提出了多種形式的生的研究中提出了多種形式的生產(chǎn)函數(shù)，從

4、不同的側(cè)面反映了西方國家生產(chǎn)過程中的工程經(jīng)濟行為。產(chǎn)函數(shù)，從不同的側(cè)面反映了西方國家生產(chǎn)過程中的工程經(jīng)濟行為。v由美國數(shù)學(xué)家柯布和經(jīng)濟學(xué)家道格拉斯提出的由美國數(shù)學(xué)家柯布和經(jīng)濟學(xué)家道格拉斯提出的C-DC-D函數(shù)形式如下：函數(shù)形式如下：Y Y為產(chǎn)出量；為產(chǎn)出量；L L為勞動力投入；為勞動力投入；K K為資本投入；為資本投入；A A為除勞動與資本要素外其他對產(chǎn)出為除勞動與資本要素外其他對產(chǎn)出Y Y的總影響。的總影響。YAL Kab=5.1 5.1 軟件生產(chǎn)函數(shù)與軟件生產(chǎn)率軟件生產(chǎn)函數(shù)與軟件生產(chǎn)率 5.1.1 5.1.1 軟件生產(chǎn)函數(shù)及特性軟件生產(chǎn)函數(shù)及特性A研究研究C-DC-D生產(chǎn)函數(shù)的特性？生產(chǎn)函

5、數(shù)的特性？A分別對分別對L L和和K K求偏導(dǎo)，得：求偏導(dǎo)，得： 稱為稱為勞動力勞動力對產(chǎn)出的彈性系數(shù)，表示對產(chǎn)出的彈性系數(shù)，表示在其他條件不變的情況下在其他條件不變的情況下，勞動力勞動力增加百分之一會使產(chǎn)出變化的百分比；增加百分之一會使產(chǎn)出變化的百分比； 稱為稱為資本資本對產(chǎn)出的彈性系數(shù)，表示在對產(chǎn)出的彈性系數(shù)，表示在其他條件不變的情況下其他條件不變的情況下，資資本本增加百分之一會使產(chǎn)出變化的百分比；增加百分之一會使產(chǎn)出變化的百分比；YAL Kab=LLYYKKYY提出問題：提出問題：在其他條件不變的情況下，在其他條件不變的情況下，投入（勞動力或資本）的變化對投入（勞動力或資本）的變化對產(chǎn)出

6、的影響？產(chǎn)出的影響？5.1 5.1 軟件生產(chǎn)函數(shù)與軟件生產(chǎn)率軟件生產(chǎn)函數(shù)與軟件生產(chǎn)率 5.1.1 5.1.1 軟件生產(chǎn)函數(shù)及特性軟件生產(chǎn)函數(shù)及特性A生產(chǎn)函數(shù)一般都滿足如下特性生產(chǎn)函數(shù)一般都滿足如下特性: :資本與勞動力的邊際產(chǎn)出均為正值資本與勞動力的邊際產(chǎn)出均為正值，即有，即有 其經(jīng)濟含義為其經(jīng)濟含義為: :勞動力（或資本）投入量不變的情況下，資本（或勞動勞動力（或資本）投入量不變的情況下，資本（或勞動力）的增加將導(dǎo)致產(chǎn)出量的增加。力）的增加將導(dǎo)致產(chǎn)出量的增加。邊際產(chǎn)量遞減邊際產(chǎn)量遞減，即有，即有 其經(jīng)濟含義為其經(jīng)濟含義為: :當(dāng)其他生產(chǎn)要素固定不變時，隨著某一要素投入量的增加，當(dāng)其他生產(chǎn)要素

7、固定不變時，隨著某一要素投入量的增加，邊際產(chǎn)量將逐漸減少。邊際產(chǎn)量將逐漸減少。生產(chǎn)函數(shù)具有非負性生產(chǎn)函數(shù)具有非負性，且總產(chǎn)量是生產(chǎn)要素組合的結(jié)果，且總產(chǎn)量是生產(chǎn)要素組合的結(jié)果，即總產(chǎn)出為正值，即總產(chǎn)出為正值，單一要素的投入不能獲得產(chǎn)出。即有單一要素的投入不能獲得產(chǎn)出。即有 Y=Y=F(K,L,tF(K,L,t)0 Y=F(K,0,t)=0 Y=F(0,L,t)=0)0 Y=F(K,0,t)=0 Y=F(0,L,t)=022220,0YYLK抖抖0,0YYLK抖抖5.1 5.1 軟件生產(chǎn)函數(shù)與軟件生產(chǎn)率軟件生產(chǎn)函數(shù)與軟件生產(chǎn)率 5.1.1 5.1.1 軟件生產(chǎn)函數(shù)及特性軟件生產(chǎn)函數(shù)及特性v 規(guī)模

8、經(jīng)濟（規(guī)模報酬）規(guī)模經(jīng)濟（規(guī)模報酬）v是微觀經(jīng)濟學(xué)研究的一個主要問題是微觀經(jīng)濟學(xué)研究的一個主要問題v表示當(dāng)生產(chǎn)規(guī)模變化時，對產(chǎn)出的影響程度。表示當(dāng)生產(chǎn)規(guī)模變化時，對產(chǎn)出的影響程度。規(guī)模報酬一般有三種情況：規(guī)模報酬一般有三種情況：當(dāng)全部生產(chǎn)要素按某種配合方式以相同比例增加時，當(dāng)全部生產(chǎn)要素按某種配合方式以相同比例增加時，v 若若 Y=F(Y=F(K,L,t) F(KK,L,t) F(K，L,t),L,t),v 則稱該生產(chǎn)活動呈規(guī)模報酬遞增或規(guī)模經(jīng)濟；則稱該生產(chǎn)活動呈規(guī)模報酬遞增或規(guī)模經(jīng)濟；v 若若 Y=F(Y=F(K,L,t) F(KK,L,t) 1，則稱該生產(chǎn)活動呈規(guī)模報酬遞增或規(guī)模經(jīng)濟；v

9、若 +=諾頓諾頓- -瑞利模型瑞利模型 Noder-Rayleigh ModelNoder-Rayleigh Modelv 求解微分方程得：求解微分方程得：v 因為函數(shù)因為函數(shù)m(t)m(t)具有概率論中瑞利分布函數(shù)的形式，故具有概率論中瑞利分布函數(shù)的形式，故m(t)m(t)稱稱為諾頓為諾頓- -瑞利曲線。瑞利曲線。v 提出問題：提出問題： 哪一時刻達到開發(fā)人員的峰值？哪一時刻達到開發(fā)人員的峰值？ 因此需要研究函數(shù)因此需要研究函數(shù) m(t)m(t)22( )1( )( )20btbtC tKedC tm tKbtebdt-=-=諾頓諾頓- -瑞利模型瑞利模型 Noder-Rayleigh Mo

10、delNoder-Rayleigh Modelv 通過通過 ，求得，求得N-RN-R曲線在曲線在 點時取得最大值。點時取得最大值。v 顯然，顯然，m(tm(t0 0) )即為軟件生存周期中的開發(fā)人員的峰值。即為軟件生存周期中的開發(fā)人員的峰值。v 由此可知，對于不同的由此可知，對于不同的b b值（值（b0b0）和）和K K值，值，N-RN-R曲線均為具有曲線均為具有單峰值且自左向右由單調(diào)增到單調(diào)降的曲線。單峰值且自左向右由單調(diào)增到單調(diào)降的曲線。112201()222bbm tKbeKbeb-=( )0dm tdt=012tb=5.2 5.2 軟件生產(chǎn)過程經(jīng)濟分析軟件生產(chǎn)過程經(jīng)濟分析 5.2.1

11、5.2.1 軟件生產(chǎn)系統(tǒng)動力學(xué)方程軟件生產(chǎn)系統(tǒng)動力學(xué)方程v 在在2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代，美國陸軍中央設(shè)計處對所積累年代，美國陸軍中央設(shè)計處對所積累的的200200多個軟件開發(fā)項目的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，多個軟件開發(fā)項目的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，PutnumPutnum發(fā)現(xiàn)：發(fā)現(xiàn)：上述上述m m（t t）在（）在（0 0，）中的最大點）中的最大點t t0 0非常接近交貨時間非常接近交貨時間t td d，因為在因為在臨近交貨期時需要大量的人力資源編制說明書，進行軟件調(diào)試與質(zhì)臨近交貨期時需要大量的人力資源編制說明書，進行軟件調(diào)試與質(zhì)量檢驗，并對設(shè)計、編碼等工作做再修改。量檢驗，并對設(shè)計、編碼等工作做再修

12、改。5.2 5.2 軟件生產(chǎn)過程經(jīng)濟分析軟件生產(chǎn)過程經(jīng)濟分析 5.2.1 5.2.1 軟件生產(chǎn)系統(tǒng)動力學(xué)方程軟件生產(chǎn)系統(tǒng)動力學(xué)方程由統(tǒng)計分析的結(jié)論，可知由統(tǒng)計分析的結(jié)論，可知 即即 代入代入 有有01=2dttb=212dbt=22( )1( )( )20btbtC tKedC tm tKbtebdt-=-=2222222( )1( )ddttttdC tKeKm ttet-=-=1212()10.39()dddC tKeKKm tet-=-=5.2 5.2 軟件生產(chǎn)過程經(jīng)濟分析軟件生產(chǎn)過程經(jīng)濟分析 5.2.1 5.2.1 軟件生產(chǎn)系統(tǒng)動力學(xué)方程軟件生產(chǎn)系統(tǒng)動力學(xué)方程一個開發(fā)好的軟件系統(tǒng)在初步

13、運行性能良好并交付給用戶時只花費了一個開發(fā)好的軟件系統(tǒng)在初步運行性能良好并交付給用戶時只花費了生存期內(nèi)投入總?cè)肆M用的生存期內(nèi)投入總?cè)肆M用的39%39%，剩下的，剩下的61%61%的人力費用將用于該軟件的人力費用將用于該軟件系統(tǒng)在運行維護階段的質(zhì)量檢驗，可靠性增長，維護與修改等工作。系統(tǒng)在運行維護階段的質(zhì)量檢驗，可靠性增長，維護與修改等工作。m(t)C(t)Km0tdOt5.2 5.2 軟件生產(chǎn)過程經(jīng)濟分析軟件生產(chǎn)過程經(jīng)濟分析 5.2.2 5.2.2 軟件項目難度系數(shù)與人力增長率軟件項目難度系數(shù)與人力增長率v Putnum Putnum 通過對英美大量軟件項目的研究，得到通過對英美大量軟件項

14、目的研究，得到了一些統(tǒng)計規(guī)律：了一些統(tǒng)計規(guī)律：結(jié)論結(jié)論1 1：軟件項目的開發(fā)難度與生存周期內(nèi)投入的總工作量軟件項目的開發(fā)難度與生存周期內(nèi)投入的總工作量K K成正比，與交付期成正比，與交付期tdtd2 2成反比。成反比。D為軟件工程開發(fā)難度系數(shù)為軟件工程開發(fā)難度系數(shù) ( )2ddmDdttK=05.2 5.2 軟件生產(chǎn)過程經(jīng)濟分析軟件生產(chǎn)過程經(jīng)濟分析 5.2.2 5.2.2 軟件項目難度系數(shù)與人力增長率軟件項目難度系數(shù)與人力增長率結(jié)論結(jié)論2 2：對于具有統(tǒng)一項目開發(fā)特性的軟件工程，盡管隨著項對于具有統(tǒng)一項目開發(fā)特性的軟件工程，盡管隨著項目規(guī)模的增大，目規(guī)模的增大，K K和和tdtd均將增大，然而

15、均將增大，然而K/tdK/td3 3則基本穩(wěn)定在則基本穩(wěn)定在某一常數(shù)周圍，而不同開發(fā)屬性的項目其常數(shù)不同。某一常數(shù)周圍，而不同開發(fā)屬性的項目其常數(shù)不同。 8,8,軟件是一個與其他系統(tǒng)有多個接口和交互功能的全新軟件軟件是一個與其他系統(tǒng)有多個接口和交互功能的全新軟件 D D0 0= 15= 15，軟件是一個獨立系統(tǒng)，軟件是一個獨立系統(tǒng) 2727，軟件是從其他已開發(fā)的軟件基礎(chǔ)上建立的系統(tǒng)，軟件是從其他已開發(fā)的軟件基礎(chǔ)上建立的系統(tǒng)引入?yún)?shù)引入?yún)?shù)D D0 0， D D0 0為人力增長率為人力增長率 應(yīng)用：應(yīng)用：3dd0ttDDK3d0tDK5.2 5.2 軟件生產(chǎn)過程經(jīng)濟分析軟件生產(chǎn)過程經(jīng)濟分析 5.

16、2.3 5.2.3 軟件的勞動生產(chǎn)率、生產(chǎn)函數(shù)及其關(guān)聯(lián)軟件的勞動生產(chǎn)率、生產(chǎn)函數(shù)及其關(guān)聯(lián) 結(jié)論結(jié)論3 3： - F- Fd d為軟件項目的勞動生產(chǎn)率，為軟件項目的勞動生產(chǎn)率，E E0 0為軟件項目開發(fā)環(huán)境的技術(shù)狀態(tài)。為軟件項目開發(fā)環(huán)境的技術(shù)狀態(tài)。公式的經(jīng)濟含義：公式的經(jīng)濟含義：難度越大，勞動生產(chǎn)率越低下難度越大，勞動生產(chǎn)率越低下 在同樣難度下，不同的開發(fā)環(huán)境、技術(shù)狀態(tài)（如開發(fā)方法、開發(fā)工具、在同樣難度下，不同的開發(fā)環(huán)境、技術(shù)狀態(tài)（如開發(fā)方法、開發(fā)工具、項目管理狀態(tài)），亦將直接影響軟件項目的勞動生產(chǎn)率。項目管理狀態(tài)），亦將直接影響軟件項目的勞動生產(chǎn)率。320dd)C(tSFDE5.2 5.2 軟

17、件生產(chǎn)過程經(jīng)濟分析軟件生產(chǎn)過程經(jīng)濟分析 5.2.3 5.2.3 軟件的勞動生產(chǎn)率、生產(chǎn)函數(shù)及其關(guān)聯(lián)軟件的勞動生產(chǎn)率、生產(chǎn)函數(shù)及其關(guān)聯(lián) 把把 和和 式代入式代入 得：得：v 結(jié)合生產(chǎn)函數(shù)做彈性分析，可知：結(jié)合生產(chǎn)函數(shù)做彈性分析，可知：若開發(fā)時間壓縮若開發(fā)時間壓縮10%，人力費用將增長，人力費用將增長40%。若開發(fā)時間壓縮若開發(fā)時間壓縮10%，項目難度將增長，項目難度將增長60%。 經(jīng)驗所得，時間壓縮一般不能超過原計算值的經(jīng)驗所得，時間壓縮一般不能超過原計算值的25%。320dd)C(tSFDE22143333d002C(t )0.39()ddKSEDK EE Ktt-=鬃=鬃=鬃dC(t )=0

18、.39K2dDtK=5.2 5.2 軟件生產(chǎn)過程經(jīng)濟分析軟件生產(chǎn)過程經(jīng)濟分析 5.2.5 5.2.5 環(huán)境因子的確定環(huán)境因子的確定v 環(huán)境因子環(huán)境因子 反映開發(fā)機構(gòu)個性（開發(fā)風(fēng)格和習(xí)慣）的工程經(jīng)濟參數(shù)反映開發(fā)機構(gòu)個性（開發(fā)風(fēng)格和習(xí)慣）的工程經(jīng)濟參數(shù) 由開發(fā)環(huán)境、技術(shù)狀態(tài)（如開發(fā)方法、開發(fā)工具和設(shè)備由開發(fā)環(huán)境、技術(shù)狀態(tài)（如開發(fā)方法、開發(fā)工具和設(shè)備管理狀況等）所決定。管理狀況等）所決定。v 確定環(huán)境因子的方法：確定環(huán)境因子的方法： 類比法類比法 統(tǒng)計分析法統(tǒng)計分析法5.3 5.3 不同規(guī)模軟件生產(chǎn)過程經(jīng)濟分析不同規(guī)模軟件生產(chǎn)過程經(jīng)濟分析 5.3.1 5.3.1 不同規(guī)模軟件的人力投入屬性及其比較不同規(guī)模軟件的人力投入屬性及其比較v 不同規(guī)模軟件工程經(jīng)濟分析表明：不同規(guī)模軟件工程經(jīng)濟分析表明：隨著規(guī)模的加大，軟件工程經(jīng)濟項目的人力資源組織及隨著規(guī)模的加大，軟件工程經(jīng)濟項目的人力資源組織及其管理有較大區(qū)別。其管理有較大區(qū)別。v 隨著規(guī)模的增大，開發(fā)機構(gòu)的人力資源分成：隨著規(guī)模的增大，開發(fā)機構(gòu)的人